Patent DE-102014114335-B4 (DE)
Title: Aluminiumlegierung-an-stahl-schweissverfahren
Inventor: SIGLER DAVID R
IPC: B23K11/20
Filed: 2014-10-02
Granted: 2023-05-04
Abstract: Verfahren zum Punktschweißen eines Stahlwerkstückes (12) an ein Aluminiumlegierungs-Werkstück (14), wobei das Verfahren umfasst, dass:ein Stapel (10) vorgesehen wird, der ein Stahlwerkstück (12) und ein Aluminiumlegierungs-Werkstück (14) umfasst, wobei sich das Stahlwerkstück (12) und das Aluminiumlegierungs-Werkstück (14) überlappen, um eine Stoß-Grenzfläche (28) bereitzustellen;eine Elektroden-Kontaktfläche (22) des Stahlwerkstückes (12) mit einer Stahl-Schweißelektrode (36) in Kontakt gebracht wird;eine Elektroden-Kontaktfläche (26) des Aluminiumlegierungs-Werkstückes (14) mit einer Aluminiumlegierungs-Schweißelektrode (40) in Kontakt gebracht wird; undein elektrischer Strom zwischen der Stahl- und der Aluminiumlegierungs-Schweißelektrode (40) und durch den Stapel (10) hindurch geleitet wird, um ein Aluminiumlegierungs-Schweißschmelzbad (70) innerhalb des Aluminiumlegierungs-Werkstückes (14) und an der Stoß-Grenzfläche (28) zu initiieren, wobei der elektrische Strom in dem Stahlwerkstück (12) eine höhere Stromdichte aufweist als in dem Aluminiumlegierungs-Werkstück (14);wobei nach Beenden des Durchgangs des elektrischen Stromes eine durch die Aluminiumlegierungs-Schweißelektrode (40) an der Elektroden-Kontaktfläche (26) des Aluminiumlegierungs-Werkstückes (14) gebildete Aufstandsfläche (68) eine größere Oberfläche aufweist als eine durch die Stahl-Schweißelektrode (36) an der Elektroden-Kontaktfläche (22) des Stahlwerkstückes (12) gebildete Aufstandsfläche (66), wobei die durch die Aluminiumlegierungs-Schweißelektrode (40) gebildete Aufstandsfläche (68) eine Oberfläche aufweist, die um ein Verhältnis von 1,5:1 bis 16:1 größer ist als die durch die Stahl-Schweißelektrode (36) gebildete Aufstandsfläche (66); dadurch gekennzeichnet , dasszumindest eine von der Aluminiumlegierungs-Schweißelektrode (40) oder der Stahl-Schweißelektrode (36) eine Schweißfläche (94) und einen abgerundeten Vorsprung (96) aufweist, der über einer zentralen Achse der Schweißfläche (94) ansteigt, wobei die Schweißfläche (94) einen Durchmesser von 6 mm bis 12 mm und einen Krümmungsradius von 20 mm bis 100 mm aufweist und der abgerundete Vorsprung (96) einen Durchmesser von 3 mm bis 7 mm an der Schweißfläche (94) und einen Krümmungsradius von 5 mm bis 20 mm aufweist; oder dasszumindest eine von der Aluminiumlegierungs-Schweißelektrode (40) oder der Stahl-Schweißelektrode (36) eine Schweißfläche und ein Plateau (108) aufweist, das von der Schweißfläche zwangsverschoben ist und über einer zentralen Achse der Schweißfläche (106) ansteigt, wobei die Schweißfläche (106) einen Durchmesser von 6 mm bis 12 mm und einen Krümmungsradius von 20 mm bis 100 mm aufweist und wobei die Plateau-Oberfläche des Plateaus (108) auf der Schweißfläche (106) einen Durchmesser von 3 mm bis 7 mm und einen Krümmungsradius von 40 mm oder mehr aufweist, während sie flacher ist als die Schweißfläche; oder dassder Vorgang des Leitens eines elektrischen Stromes zwischen der Stahl- und der Aluminiumlegierungs-Schweißelektrode (40) und durch den Stapel (10) hindurch ein Stahl-Schweißschmelzbad (72) innerhalb des Stahlwerkstückes (12) initiiert; oder dassnach dem Beenden des Durchganges des elektrischen Stromes das Aluminiumlegierungs-Schweißschmelzbad (70) zu einer Schweißverbindung erstarrt, die eine Aluminiumlegierungs-Schweißlinse (78) und eine intermetallische Fe-Al-Schicht umfasst.